数字全息是利用数字图像传感器（如CCD）以数字化的方式记录全息干涉图的强度信息并输入计算机，然后运用计算机算法模拟光学过程进行数据处理而获得原始物波复振幅信息的新型光学成像技术。数字全息继承了传统全息术能恢复物波振幅和相位的优点，同时避免了传统全息的化学湿处理过程。但是数字全息中的图像传感器分辨率比传统全息干版低一到二个数量级。为了充分利用图像传感器的分辨率，通常采用同轴记录方式。但是同轴全息存在零级噪声和共轭像的干扰。如何在数字全息重现中消除零级噪声和共轭像的影响一直是该研究领域需要解决的一个关键问题。虽然近年来已经发展了多种解决这一问题的方法和途径，随着高分辨无透镜数字全息技术的发展及其在生物和医学研究领域的成功应用，探索无透镜同轴数字全息噪声消除和像质改善新方法仍然是该研究领域一个重要的研究内容。本文重点研究了无透镜数字全息的成像方法和像质改善，提出并研究了一种新的消除零级噪声和共轭像影响的盲相移数字全息重现算法。论文主要内容如下：1.综述了数字全息技术的基本概念。给出了无透镜数字全息的研究背景和研究进展。详细介绍了可以消除同轴数字全息共轭像的重要方法--相移数字全息。2.给出了数字全息记录和再现过程基本理论分析。总结了几种典型的相移数字全息的基本理论和计算公式，包括最初的定步长相移数字全息、等步长相移数字全息、广义相移数字全息及未知相移量的提取算法。讨论了数字全息过程中记录条件对再现像的影响，包括参考光强度对再现像的影响和曝光量对再现像的影响，通过计算机模拟及数据分析得出了数字全息过程中参考光强度和曝光量的最佳选择范围。3.给出了无透镜投影数字全息的实验光路，并进行了无透镜投影数字全息的计算机模拟，以人体红细胞作为记录物体进行了实验验证，得到了待测样品较为清晰的再现像，证明了此方法用于数字全息显微的可行性及优越性。然后基于迭代算法成功实现了无透镜数字全息成像中的零级噪声和共轭像的消除，并讨论了此方法的优势及适用范围。4.提出了一种新的相移数字全息重现算法--盲相移数字全息，给出详细的理论分析、解析公式、计算机模拟结果和实验结果，讨论了盲相移数字全息和以往的相移数字全息相比所具有的优势。已有的盲相移数字全息方法需要利用特定的算法从所记录的相移全息图中求出未知的相移量，然后利用计算出的相移量进行物波复振幅的恢复计算。本文提出的盲相移数字全息不仅在进行相移时相移量不需要是定值，而且事后也不需要用算法来提取这个未知的相移量。而是直接用特定的算法直接恢复出物光波场。大大简化相移数字全息的实验过程及后期处理过程。